硅基太阳电池是当今光伏产业的支柱，四种主流硅电池（单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、薄膜硅太阳电池和异质结太阳电池）中，硅异质结(SHJ)太阳电池光电转换效率最高，达到了26.6％。SHJ太阳电池的高开路电压、低工艺温度、小温度系数都强烈依赖于非晶硅薄膜的微结构。　　为了得到性能优异的SHJ太阳电池，需要使用CVD技术制备高质量的氢化非晶硅薄膜。本文的第2章介绍一种基于SE和FTIR测试分析的定量表征非晶硅中孔洞缺陷的新方法，得到了孔洞的尺寸和数量密度。第3章借助密度泛函理论实现了对非晶硅中孔洞结构的精细描述，发现了微孔洞内表面重构现象，为SWE效应的解释提供的理论基础。第4章主要关心如何提高非晶硅薄膜的生长速率，通过在PECVD中引入磁场将非晶硅的生长速率提高了一个数量级。第5章研究了纯H2等离子体处理提升SHJ太阳电池性能的机制，证明了H2等离子体中的H原子可以注入到晶体硅/非晶硅界面，与Si-悬挂键结合从而降低界面缺陷密度。第6章区分了结构致密和结构疏松的非晶硅钝化层对SHJ太阳电池的不同钝化效果，发现了结构疏松的非晶硅薄膜更有利于制作高效SHJ太阳电池。第7章尝试在H2等离子体处理过程中残留一些SiH4分子，这种H2等离子体处理方式大大提升了SHJ太阳电池的性能，对指导SHJ太阳电池工艺优化提出了一条新的指导路线。　　在对非晶硅微结构及其电特性研究的基础上，获得了效率超过23％的SHJ太阳电池。